QUIMICA ANALÍTICA

UNIDAD V TITULACIONES DE OXIDACIÓN - REDUCCIÓN

REACTIVOS AUXILIARES OXIDANTES Y REDUCTORES

En una titulación de oxidación – reducción, el analito debe encontrarse en un único estado de

oxidación. Sin embargo, con frecuencia, los pasos que preceden a la titulación (disolución de la

muestra y separación de interferencias) convierten al analito en una mezcla de estados de oxidación.

Por ejemplo, la solución formada cuando se disuelve una muestra que contiene hierro, por lo general

contiene una mezcla de iones de hierro (II) y de hierro (III). Si se elige emplear una solución patrón

oxidante para determinar el hierro, primero se debe tratar la solución con un agente con un agente

reductor oxidante auxiliar para convertir todo el hierro en hierro II. Por otro lado si se va a titular con

una solución patrón reductora, la solución necesitará un tratamiento previo con un agente oxidante.

Para que un reactivo sea útil como agente oxidante o reductor previo, debe reaccionar

cuantitativamente con el analito. Además el exceso de reactivo debe poder eliminarse fácilmente

puesto que, en general, el exceso de reactivo causa interferencia, ya que reacciona con la solución

patrón.

AGENTES REDUCTORES AUXILIARES

Varios metales son buenos agentes reductores y se emplean para la reducción previa de analitos.

Entre éstos se encuentran zinc, aluminio, cadmio, plomo, níquel, cobre y plata (en presencia de ion

cloruro). El metal se emplea en forma de lámina o alambre que se sumerge directamente en la

solución del analito. Cuando la reducción ha concluido, el sólido se elimina manualmente y se

enjuaga con agua. Si el metal se emplea en forma granular o pulverizada, es necesario filtrar la

solución del analito para eliminarlo. Una alternativa a la filtración es el uso de un reductor, como el

reductor de Jones.

REACTIVOS AUXILIARES OXIDANTES

Bismutato de sodio (NaBiO3): Las oxidaciones se realizan suspendiendo el bismuto en la solución del

analito y calentando a ebullición unos minutos. El exceso de reactivo se separa por filtración.

Peroxidisulfato de amonio (NH4)S2O8: La oxidación se cataliza con trazas de iones de plata. El exceso

de reactivo se descompone fácilmente mediante una ebullición breve.

Peróxido de sodio y peróxido de hidrógeno: el peróxido es un buen agente oxidante tanto en la forma

sólida de la sal de sodio o como la solución diluida del ácido.

APLICACIONES DE AGENTES REDUCTORES PATRÓN

Las soluciones patrón de la mayoría de los reductores tienden a reaccionar con el oxígeno

atmosférico. Pr esta razón, los reductores rara vez se utilizan para la titulación directa de analitos

oxidantes, en su lugar se utilizan métodos indirectos. Los reductores más comunes son iones de hierro

(II) y tiosulfato.

APLICACIONES DE LOS AGENTES OXIDANTES PATRÓN

La elección de uno de ellos depende de la fuerza del analito como agente reductor, de la velocidad

de reacción entre el oxidante y el analito, de la estabilidad de las soluciones patrón oxidantes, del

costo y de la disponibilidad de un indicador saisfactorio. Oxidantes fuertes: permanganato de potasio

y cerio (IV). Otros oxidantes: Dicromato de potasio, yodo, bromato de potasio como fuente de bromo.

UNIDAD VI GRAVIMETRIA

MÉTODOS GRAVIMETRICOS DE ANÁLISIS

METODOS DE PRECIPITACIÓN

En éste método el analito se convierte en un precipitado poco soluble. Este precipitado se filtra, se lava para eliminar

impurezas y se convierte en un producto de composición conocida mediante el tratamiento térmico adecuado y

finalmente, se pesa.

MÉTODOS DE VOLATIZACIÓN

En éste método el analito o sus productos de descomposición se volatizan a una temperatura adecuada. El producto volátil

se recoge y se pesa o, como opción, se determina la masa del producto de manera indirecta por la perdida de masa en la

muestra. Un ejemplo de este método es el cálculo del contenido de hidrógeno carbonato de sodio en las tabletas de un

antiácido.

PROPIEDADES DE LOS PRECIPITADOS Y DE LOS REACTIVOS PRECIPITANTES

Un agente precipitante gravimétrico debería reaccionar especificamente o al menos selectivamente

con el analito. Son raros los reactivos especificos que reaccionan sólo con una especie química. Los

reactivos selectivos más comunes reaccionan sólo con un número limitado de especies. Además dd

la especificidad o la selectividad, el reactivo precipitante ideal debería reaccionar con el analito

para formar un producto tal que:

Se pueda filtrar y lavar fácilmente para quedar libre de contaminantes

Tenga una solubilidad lo suficientemente baja para que no haya pérdidas importantes durante

la filtración y el secado.

No reaccione con los componentes atmosféricos.

Tenga una composición conocida después de secarlo o de calcinarlo, si fuera necesario.

Tamaño de partícula y capacidad de filtración de los precipitados

En el trabajo gravimétrico se prefieren los precipitados fromados por partrículas grandes ya que son

más fáciles de filtrar y lavar para eliminar impurezas. Además este tipo de precipitados generalmente

son más puros que los formados por partículas finas.

El tamaño de las particulas de los sólidos formados por precipotación es sumamente variable,

tenemos:

Suspensiones coloidales: cuyas finas partículas no son visibles a simple vista y no tienden a s ni

se filtran con facilidad.

Suspensión cristalina: tienden a sedimentar espontáneamente y pueden filtrarse con facilidad.

El tamaño de la partícula está relacionado con una propiedad del sistema denominada

sobresaturación relativa:

Sobresaturación relativa = (Q – S)/S

Q = concnetración del soluto en cualquier momento

S = solubilidad en equilibrio

Coloide: sólido formado por partículas cuyo diámetro es menor que 10-4 cm

Solución sobresaturada: es una solución inestable que contiene más soluto que una solución saturada.

Con el tiempo, La sobresaturación se alivia por la precipitación del exceso de soluto.

Formación de los precipitados

Los precipitados se forman por nucleación y por crecim iento de partícula. Si predomina la

nucleación, se produce un gran número de partículas muy pequeñas. Si predomina el crecimiento

de partícula, se obtiene menor número de partículas pero de mayor tamaño.

Nucleación: proceso en el cual se junta un número mínimo de átomos, iones o moléculas para formar

un sólido estable.

Precipitados coloides: Es posible coagular o aglomerar las partículas individuales de la mayoría de los

coloides para obtener una masa amorfa, fácil de filtrar, que sedimenta. Se puede lograr la

coagulación por medio del calentamiento, la agitación y la adición de un electrolito al medio. Las

soluciones coloidales son estables debido a que todas las partículas presentes tienen carga positiva

o negativa, como resultado de los cationes o aniones que están unidos a la superficie de las mismas.

Peptización: es el proceso mediante el cual un coloide coagulado regresa a su estado original

disperso.

Digestión: es un proceso en el cual se calienta un precipitado, durante una hora o más, en la solución

de la cual se formó.

Licor madre: es la solución en la que se forma el precipitado.

APLICACIONES DE LOS MÉTODOS GRAVIMÉTRICOS

Los métodos gravimétricos se han desarrollado para la mayor parte de los aniones y cationes

inorgánicos, así como para especies neutras como agua, dióxido de azufre, dióxido de carbono y

yodo. Tambien pueden determinarse facilmente diversas sustancias orgánicas por estos métodos

gravimétricos. Por ejemplo: lactosa en productos lácteos, silicatos en preparación de fármacos,

fenolftaleína en laxantes, nicotina en pesticidas.

Los métodos gravimétricos no requieren de la etapa de estandarización debido a que los resultados

se calculan directamente apartir de los datos experimentales y las masas molares.

BIBLIOGRAFÍA

Skoog, West, Holler, Crouch. Química Analítica. México: Mc Graw - Hill, 7ma. edición, 2001.

Rubinson, Rubinson. Química Analítica Contemporánea. México: Pearson Educación, 1ra.

edición, 2000.

Cálculos de Química Analítica. México: McGraw Hill, 7ma. edición, 1981.

Perry, Robert H. (Ed. In Chief), Perry, S. Chemical Engineers Handbook. McGraw Hill.

Resumen y adaptación: M. I. Leticia Judith Moreno Mendoza